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Automação com clp (ladder)
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  1. 1. lectra ® Material Didático Centro de Formação Profissional AUTOMAÇÃO COM CLPWWW.ESCOLAELECTRA.COM.BR
  2. 2. Material DidáticoÍNDICE1 – INTRODUÇÃO - 52 – FUNÇÕES LÓGICAS/INTRODUÇÃO A LINGUAGEM LADDER - 6 2.1 – Função E ou AND 2.2 – Função OU ou OR 2.3 – Função NÃO ou NOT 2.4 – Funções Derivadas 2.4.1 – Função NÃO E ou NAND/Função NÃO OU ou NOR 2.5 – Funções Combinacionais 2.5.1 – Função OU EXCLUSIVO ou EXOR 2.5.2 – Função COINCIDÊNCIA ou NÃO OU EXCLUSIVO ou EXNOR3 – CIRCUITOS COMBINACIONAIS - 14 3.1 –Expressões Booleanas Obtidas de Circuitos Lógicos 3.2 – Circuitos Lógicos Obtidos de Expressões Booleanas 3.3 – Tabela da Verdade Obtida de Expressões Booleanas e Circuitos Lógicos 3.4 – Expressões Booleanas e Circuitos Lógicos Obtidos a Partir de Tabelas da Verdade 3.4.1 – Soma de Produtos 3.5 – Simplificação de Circuitos Combinacionais Através do Diagrama de Vietch-Karnaugh 3.5.1 – Diagrama para Duas Variáveis 3.5.2 – Diagrama para Três Variáveis 3.5.3 – Diagrama para Quatro variáveis 3.6 – Projetos de Circuitos Combinacionais4 – CIRCUITOS DE COMANDO ELÉTRICO - 30 4.1 – Introdução 4.2 – Dispositivos de comando dos Circuitos 4.3 – Dispositivos de Proteção 4.4 – Funcionamento Básico de um Dispositivo Eletromagnético 4.4.1 – Contactores e Chaves Magnéticas 4.4.2 – Identificação dos Bornes dos Contactores 4.4.3 – Identificação dos Bornes do Relé Térmico 4.5 – Circuitos com Comandos Elétricos 4.5.1 – Comando dos Contactores 4.5.2 – Intertravamento de Contactores 4.6 – Dispositivos de Desligamento e Acionamento de Motores 4.6.1 – Chave de Partida Direta 4.6.2 – Chave de Partida Direta com reversão do Sentido de Rotação 4.6.3 – Chave de Partida Triãngulo/Estrêla5 – DEFINIÇÃO DE CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - 37 5.1 – Introdução 5.2 – O Controlador Programável 5.2.1 – Processamento do Programa 5.2.2 – Tempo de Varredura 5.2.3 – Varredura das Entradas e Saídas 5.2.4 – Funcionamento 5.2.5 – Tamanho Físico 5.2.6 – Modularidade 5.2.7 – Facilidade de programação 5.2.8 – Mapeamento de memória 5.3 – Aplicabilidade 5.3.1 – Automação Industrial 5.3.2 – Automação de Equipamentos 5.3.3 – Pasos para Automação de um Processo 5.3.4 – Exemplos de Aplicações6 – COMPOSIÇÃO DO CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - 40 6.1 – Característica de Hardware 6.1.1 – Fonte de Alimentação 6.1.2 – Unidade Central de pprocessamento (CPU) 6.1.3 – Memórias 6.1.3.1 – Memória EPROM 6.1.3.2 – Memória do Usuário 6.1.3.3 – Memória de Dados 6.1.3.4 – Memória Imagem das Entradas e Saídas 6.1.4 – Dispositivos de Entradas e Saídas 6.1.4.1 – Circuitos das Entradas 6.1.4.2 – Circuitos das Saídas 6.1.4.3 – Terminal de programação Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  3. 3. Material Didático7 – SENSORES E ATUADORES - 48 7.1 – Sensores 7.1.1 – Sensores Resistivos 7.1.2 – Sensores Indutivos 7.1.3 – Sensores Capacitivos 7.1.4 – Sensores Ópticos 7.1.5 – Outros Sensores 7.2 – Atuadores 7.2.1 – Atuadores Elétricos 7.2.2 – Atuadores Hidráulicos 7.2.3 – Atuadores Pneumáticos8 – PROGRAMAÇÃO DO CLP EM LADDER - 53 8.1 – Funções de Instruções Básicas 8.1.1 – Saída Normal 8.1.2 – Saída em Set/Reset 8.1.3 – Saída Pulsante 8.1.4 – Contato Diferencial 8.1.5 – Contato Marcador, Virtual ou Momentâneo 8.2 – Instruções de Aplicações 8.2.1 – Temporizadores 8.2.1.1 – Modo 1 – Retardo na Energização 8.2.1.2 – Modo 2 – Retardo na energização com Reset 8.2.1.3 – Modo 3 – Retardo na Desenergização 8.2.1.4 – Modo 4 – Retardo na Desenergização no Flanco de Subida 8.2.1.5 – Modo 5 – Oscilador Simétrico 8.2.1.6 – Modo 6 - Oscilador Simétrico com Reset 8.2.1.7 – Modo 7 (6P) – Oscilador Assimétrico 8.2.2 – RTC (Relógio em Tempo Real) 8.2.2.1 – Modo 1 8.2.2.2 – Modo 2 8.2.2.3 – Modo 3 8.2.2.4 – Modo 4 8.2.3 – Relé de Contagem 8.2.3.1 – Modo 1 8.2.3.2 – Modo 2 8.2.3.3 – Modo 3 8.2.3.4 – Modo 4 8.3 – Alguns Projetos em LADDER 8.3.1 – Alarme de Primeira Falha 8.3.2 – Anunciador de Alarmes9 – PROGRAMAÇÃO DO CLP EM FBD - 64 9.1 – Funções de Instruções Básicas 9.2 – Funções de Instruções de Aplicações 9.2.1 – Temporizadores 9.2.2 – Relé de Contagem 9.2.3 – RTC (Relógio em Tempo Real)10 – CARREGANDO O PROGRAMA - 69 10.1 – Carregando o Programa com o PM05 (Cartucho de Memória) 10.2 – Carregando o programa com o Clic 02 Edit11 – PROJETO COMPLETO - 70 11.1 – Controle de porta Automática12 – ALGUNS FABRICANTES DE CLP - 7313 – BIBLIOGRAFIA - 73 Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  4. 4. Material Didático 1 - INTRODUÇÃODefiniçãoAutomação industrial pode ser definida como a tecnologia que se ocupa da utilização de sistemas mecânicos, eletroeletrônicos ecomputacionais na operação e controle da produção. Inclui a idéia de usar potência elétrica ou mecânica para acionar algum tipode máquina, adicionando à máquina algum tipo de inteligência para ela executar a tarefa de modo eficiente, seguro e econômico,sem ou com a mínima interferência do homem.Vantagem da máquina sobre o homem- Não reclama- Não faz greve- Não pede aumento de salário- Não tira férias- Trabalha no escuro, etcDesvantagem da máquina- Capacidade limitada de tomar decisões- Precisa de programação para operar- Requer ajustes periódicos- Requer manutenção periódica- Consome energia- Custo de propriedadesAutomação e mão de obra- Automação reduz mão de obra, mas ainda é necessário operador- Automação cria alguma outra atividade- Em vez de fazer a tarefa diretamente, o operador monitora a máquina que faz automaticamente a tarefa.- Altera habilidades e exigências do operadorQuando se faz necessário automatizar o processo- Quando a atividade profissional apresenta risco aos operadores- Quando se necessita aumentar a produção- Quando se necessita reduzir os gastos, mesmo que a médio e longo prazo- Quando a atividade exige raciocínio numérico, etc.Classificação da automação industrialÉ possível classificar as diferentes formas de automação industrial em três áreas não claramente delimitadas: a automação fixa, aautomação programável e a automação flexível.A automação fixa está baseada numa linha de produção especialmente projetada para a fabricação de um produto específico edeterminado. É utilizada quando o volume de produção deve ser muito elevado, e o equipamento é projetado adequadamentepara produzir altas quantidades de um único produto ou uma única peça em forma rápida e eficiente, isto é para ter uma alta taxade produção. Um exemplo de automação fixa é encontrado nas indústrias de automóvel. O equipamento é, em geral, de custoelevado, devido a alta eficiência e produtividade. Porém devido à alta taxa de produção, o custo fixo é dividido numa grandequantidade de unidades fabricadas. Assim os custos unitários resultantes são relativamente baixos se comparados com outrosmétodos de produção. O risco que se enfrenta com a produção fixa é que, devido ao investimento inicial ser alto, se o volume devendas for menor do que o previsto, então só custos unitários serão maiores do que o previsto, e conseqüentemente a taxa internade retorno de investimento será menor. Outra dificuldade existente ao adotar um sistema de automação fixa é que o equipamentoé especialmente projetado para produzir um produto ou peça específica, e se o ciclo de vida do produto acabar, por mudanças deprojeto ou modelo, por exemplo, o equipamento pode tornar obsoleto. Portanto a automação fixa não é adequada para produtoscom ciclo de vida breve ou para produções de baixo ou médio volume.A automação programável está baseada num equipamento com capacidade para fabricar uma variedade de produtos comcaracterísticas diferentes, segundo um programa de instruções previamente introduzido. Esse tipo de automação é utilizadoquando o volume de produção de cada produto é baixo, inclusive para produzir um produto unitário especialmente encomendado,por exemplo. O equipamento de produção é projetado para ser adaptável às diferentes características e configurações dosprodutos fabricados. Essa adaptabilidade é conseguida mediante a operação do equipamento sob o controle de um programa deinstruções preparado para o produto em questão. Esse programa, freqüentemente, pode ser introduzido no sistema através de umteclado numérico, por meio de um programa de computador, entre outras possibilidades. Assim, a operação do equipamentooperatriz sempre dependerá das instruções indicadas por esse programa de controle. Em termos de economia, o custo doequipamento pode ser diluído num grande número de produtos, mesmo que estes tenham diferentes configurações ou, em algunscasos, sejam completamente diferentes. Devido às características de programação e adaptabilidade, vários produtos diferentespodem ser fabricados em pequenos lotes ou inclusive em forma unitária.A terceira classe de automação industrial é a automação flexível, que pode ser entendida como uma solução de compromissosentre a automação fixa e a programável e, em geral, parece ser mais indicada para um volume médio de produção. Os sistemasde produção baseados na automação flexível têm algumas características da automação fixa e outras da automação programável.Assim, por exemplo, um sistema de manufatura flexível pode ser projetado para produzir uma única peça, mas com dimensõesdiferentes, ou diferentes materiais, entre outras variações, certamente limitadas. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  5. 5. Material DidáticoUma das características que distinguem a automação programável da automação flexível (embora esta distinção nem semprepossa ser estabelecida nos casos práticos), é que, nos sistemas que utilizam à primeira, os produtos são fabricados em lotes.Quando a fabricação de um lote é completada, o equipamento é reprogramado para processar o próximo lote. Nos sistemas deprodução baseados na automação flexível, deferentes produtos podem ser fabricados ao mesmo tempo no mesmo sistema defabricação: é só programar o computador central para desviar as diferentes peças e materiais para as estações de trabalhoadequadas. Essa característica permite um nível de versatilidade que nem sempre é possível encontrar na automaçãoprogramável, tal como foi definida aqui. 2 - FUNÇÕES LÓGICAS / INTRODUÇÃO À LINGUAGEM LADDERNeste momento pretendemos revisar as principais funções lógicas, bem como introduzir os conceitos iniciais da linguagem ladder,a primeira linguagem destinada especificamente à programação de CLPs. Por ser uma linguagem gráfica baseada em símbolossemelhantes aos encontrados nos esquemas elétricos (contatos e bobinas), as possíveis diferenças existentes entre os fabricantesde CLPs, quanto à representação das instruções, são facilmente assimiladas pelos usuários, como exemplificados abaixo. CONTATO NA CONTATO NF CONTATO NA CONTATO NFO nome Ladder deve-se à representação da linguagem se parecer com uma escada (ladder em inglês), na qual duas barrasverticais paralelas são interligadas pela Lógica de Controle formando os degraus (rung) da escada. Portanto, a cada Lógica deControle existente no Programa de Aplicação dá-se o nome de rung, a qual é composta por Colunas e Linhas, conformeapresentado abaixo: Coluna Coluna Coluna Coluna 1 2 3 SaídaLinha 1Rung 1 1 1Linha 2Linha 1 2Rung 2A quantidade de Colunas e Linhas, ou Elementos e Associações, que cada rung pode ter é determinada pelo fabricante do PLC,podendo variar conforme a CPU utilizada. Em geral, este limite não apresenta uma preocupação ao usuário durante odesenvolvimento do Programa de Aplicação, pois os softwares de Programação indicam se tal quantidade foi ultrapassada, pormeio de erro durante a compilação do Programa de Aplicação.2.1- FUNÇÃO E ou ANDÉ aquela que assume valor “0” quando uma ou mais variáveis forem iguais a “0” e só assume valor “1” quando todas as variáveisforem iguais a “1”. Podemos dizer que a função em questão executa a operação de multiplicação. A expressão algébrica querepresenta a função é: S = A . B ou AB (para duas variáveis), lida da forma: S = A e B.O circuito abaixo representa a função de forma análoga:Situações possíveis: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  6. 6. Material Didático - Chave A aberta (0) e chave B aberta (0), não haverá circulação de corrente e a lâmpada ficará apagada (0); - Chave A aberta (0) e chave B fechada (1), não haverá circulação de corrente e a lâmpada ficará apagada (0); - Chave A fechada (1) e chave B aberta (0), não haverá circulação de corrente e a lâmpada ficará apagada (0); - Chave A fechada (1) e chave B fechada (1), haverá circulação de corrente e a lâmpada ficará acesa (1).Podemos agora construir uma tabela de estados possíveis das chaves com a respectiva situação da lâmpada, e esse processochamaremos de TABELA DA VERDADE. A B S 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1Esta tabela representa a função E, onde só haverá resultado “1” quando todas as variáveis forem também “1”.Podemos observar que as chaves fechadas ou abertas representam níveis lógicos de dois únicos estados, “0” ou “1” , logo osistema numérico que representa a função é o binário.Para representar fisicamente a função vamos observar o símbolo abaixo:Os símbolos que representam as funções lógicas são chamados de PORTAS e o caso acima é referente a PORTA E de duasentradas que executa a tabela da verdade da função E.Podemos estruturar portas com mais de duas variáveis de entrada, através de combinações feitas pelas próprias portas de duasentradas. Veja o exemplo abaixo: S = (A.B).CA tabela da verdade é assim distribuída: A B C S 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1A combinação de portas acima é representada por uma única porta de três variáveis de entrada, como na figura abaixo. Éimportante salientar, que também podemos representar portas com "n" variáveis de entrada. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  7. 7. Material DidáticoExistem diversos componentes físicos que executam funções lógicas, e estes deverão interpretar o algarismo do sistema numéricoem questão ou nível lógico, através da quantidade de energia existente em seus terminais, sendo mais objetivo, através dadiferença de potencial elétrico. Como exemplo veja a situação abaixo: - cinco volts contínuos (5VDC) representa o nível lógico “1” e - zero volts contínuos (0VDC) representa o nível lógico “0”.Não necessariamente os componentes seguem os níveis de energia acima para suas representações lógicas, porém nos estudosdesta apostila iremos sempre considerar o maior valor de energia como nível lógico “1”. Função AND em Linguagem ladder:EXERCÍCIOS 01) Desenhar a tabela da verdade e escrever a expressão algébrica de uma porta E de quatro entradas: 02) Complete a tabela da verdade onde A,B, e C representam as entradas de uma porta E: A B C S 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 03) No gráfico abaixo, identifique os estados lógicos nos intervalos t0 a t4:2.2 FUNÇÃO OU ou ORÉ a função que assume o valor “1” quando uma ou mais variáveis forem iguais a “1” e só assume o valor “0” quando todas asvariáveis forem iguais a “0”.Sua representação algébrica fica da seguinte forma: S = A+B (para duas variáveis) e lê-se: S = A ou BVejamos o esquema elétrico abaixo que representa a função OU:Para que a lâmpada fique acesa basta uma das chaves estarem fechada (1), e a situação de lâmpada apagada (0) só ocorreráquando as duas chaves estiverem abertas (0). Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  8. 8. Material Didático Logo podemos montar a tabela da verdade : A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1A porta que executa a função é a PORTA OU e seu símbolo é assim representado:Da mesma forma que a porta AND, podemos representar portas OU com mais de duas variáveis de entrada. Para três variáveis atabela da verdade é estruturada da seguinte forma: A B C S 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 Função OR em Linguagem ladder:EXERCÍCIOS 01) Descreva o trem de pulso de saída da porta abaixo, a partir da forma de onda de entrada: 02) Desenhe um circuito que executa a função OU de quatro variáveis, a partir de portas OU com duas variáveis deentrada.2.3 - FUNÇÃO NÃO ou NOTÉ também chamada de função complemento, pois o seu resultado será sempre o número que falta para se chegar ao últimoalgarismo do grupo de algarismos do sistema numérico em questão. Sendo o sistema binário constituído de apenas dois Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  9. 9. Material Didáticoalgarismos, podemos dizer que o resultado é o inverso da variável, quando igual a “0”assume o valor “1” e quando igual a “1”assume o valor “0”, surgindo então outra denominação que é a de função inversora. É representada algebricamente da seguinte forma: S= A ou S = A e lê-se: “A” BARRADO ou NÃO “A”. O circuito a seguir funciona de forma análoga a função NÃO:Quando a chave está aberta (0) a lâmpada está acesa (1) e quando a chave está fechada (1) a lâmpada esta apagada (0).A tabela da verdade da função é expressa da seguinte forma: A A 0 1 1 0O bloco lógico que executa a função é chamado de PORTA NÃO ou, mais conhecido, PORTA INVERSORA e sua simbologia éassim representada: Função NOT em Linguagem ladder:EXERCÍCIOS 01) Dado o circuito abaixo, qual o nível lógico da saída “S”: 02) Ainda para o circuito acima, escreva sua expressão algébrica sendo a entrada igual a “B” e a saída retirada nosegundo inversor: 03) Desenhe: a) Uma porta OU a partir de uma porta AND associada a portas INVERSORAS e b) Uma porta AND a partir de uma porta OU associada a portas INVERSORAS. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  10. 10. Material Didático2.4 - FUNÇÕES DERIVADAS2.4.1– FUNÇÃO NÃO E ou NAND/FUNÇÃO NÃO OU ou NORÉ o complemento (inverso) da função E, e é representada algebricamente como:S = AB (para duas variáveis) e lê-se: S = A e B barrados.O circuito abaixo demonstra o equivalente elétrico da função:A lâmpada só ficará apagada (0) quando as duas chaves estiverem fechadas (1).A tabela da verdade da expressão acima é a seguinte: A B S 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0A porta que executa a função é a PORTA NAND e esta poderá ter duas ou mais variáveis de entrada. Sua simbologia é aseguinte: Função NAND em Linguagem ladder: OUÉ o complemento (inverso) da função OU, e é representada algebricamente como: S = A + B (para duas variáveis) e lê-se: S = A ou B barrados. Observe abaixo o circuito análogo à função OU:Para que a lâmpada fique apagada (0) basta que uma das chaves esteja fechada (1). Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  11. 11. Material DidáticoA tabela da verdade é assim expressa: A B S 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0A porta que representa a função é a PORTA NOR e esta poderá também ter duas ou mais variáveis de entrada. Sua simbologia éa seguinte: Função NOR em Linguagem ladder:EXERCÍCIO 01) Qual a porta lógica que representa a tabela da verdade abaixo? A B C S 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 12.5- FUNÇÕES COMBINACIONAIS2.5.1– FUNÇÃO “OU EXCLUSIVO” ou EXORÉ aquela que assume o valor “1” na saída, quando as duas variáveis de entrada forem diferentes entre si, ou seja, uma dasentradas deve ser exclusiva. Sua representação algébrica é a seguinte: S= A ⊕ B (S = AB + A B ) e lê-se: S = A ou exclusivo B Observe o esquema elétrico abaixo que representa a função EXOR:Para que a lâmpada fique acesa (1), as chaves A e B devem estar em estados diferentes, fechado (1) e aberto (0) ou aberto (0) efechado (1), respectivamente. A tabela da verdade é assim mostrada: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  12. 12. Material Didático A B S 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0A porta que executa a função é a PORTA EXOR e sua simbologia é: Função EXOR em Linguagem ladder:2.5.2 - FUNÇÃO COINCIDÊNCIA ou NÃO OU EXCLUSIVO ou EXNORÉ aquela que assume o valor "1" na saída, quando houver uma coincidência nos valores das duas variáveis de entrada. Podemosdizer que a sua expressão é o complemento da função EXOR, ou seja, S = A⊕ B . Porém sua verdadeira representaçãoalgébrica é assim definida: S=A B (S = A.B + AB ) e lê-se: A coincidência BAbaixo, um circuito elétrico que pode representar a função EXNOR:Para que a lâmpada fique acesa (1), as duas chaves devem estar no mesmo estado, fechado (1) ou aberto (1).Veja agora sua tabela da verdade: A B S 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1A porta que executa a função é a PORTA EXNOR e sua simbologia é assim mostrada: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  13. 13. Material DidáticoFunção EXNOR em Linguagem ladder:EXERCÍCIO1) Explique porque o circuito a seguir não pode representar uma única porta EXNOR de quatro variáveis de entrada. 3 - CIRCUITOS COMBINACIONAISAté aqui vimos expressões algébricas que descreviam circuitos de uma única porta, apesar de ser algumas portas, a combinaçãode outras. A partir de agora, estudaremos circuitos complexos, com a combinação de duas ou mais portas.Para isso, inicialmente, devemos chamar as expressões algébricas de expressões booleanas, isto porque todas as expressõespodem ser submetidas ao modelo matemático de George Boole, também conhecido como álgebra de Boole.3.1 - EXPRESSÕES BOOLEANAS OBTIDAS DE CIRCUITOS LÓGICOSPodemos escrever a expressão booleana que é executada por qualquer circuito lógico. Vejamos, por exemplo, qual a expressãoque o circuito abaixo executa:Vamos dividir o circuito em duas partes:Na saída S1, teremos o produto A . B, pois o bloco número 1 é uma porta E, então a expressão de S1 será: S1 = ABEsta saída S1 é injetada em uma das entradas da porta OU pertencente ao bloco número 2 do circuito. Na outra entrada da portaOU, está a variável "C", e a expressão da segunda parte do circuito será: S = S1+ C.Para sabermos a expressão final, basta substituir a expressão S1 na expressão acima, ficando então: S = (AB)+C Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  14. 14. Material DidáticoEXERCÍCIO 01) Escreva a expressão booleana dos circuitos abaixo: a) b) c)3.2 - CIRCUITOS LÓGICOS OBTIDOS DE EXPRESSÕES BOOLEANASPodemos também desenhar um circuito lógico que execute uma expressão booleana qualquer, a partir de sua expressãocaracterística. Por exemplo, o circuito que executa a expressão S = A+B é uma porta OU e sua representação será:Para circuitos mais complexos devemos observar alguns procedimentos, por exemplo: S = (A+B) . C . (B+D)Faremos como na aritmética elementar, iniciaremos pelos parênteses, fazemos primeiramente as multiplicações e após, as somas.Dentro do primeiro parêntese, temos a soma booleana A+B, logo, o circuito que executa esse parêntese será a porta OU.Dentro do segundo parêntese, temos a soma booleana B+D, logo, o circuito que executa esse parêntese será também a portaOU.Até aqui teremos: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  15. 15. Material DidáticoAgora, temos uma multiplicação booleana dos dois parênteses, juntamente com a variável "C", e o circuito que executa estamultiplicação será uma porta E. Temos então:O circuito completo será:EXERCÍCIO 01) Desenhe o circuito que executa as seguintes expressões booleanas:a) S = ABC + ( A + B ).Cb) S= A.B + CDc) ⎢ ⎣ ( ) S = ⎡ A + B + C D ⎤.D ⎥ ⎦3.3 - TABELA DA VERDADE OBTIDA DE EXPRESSÕES BOOLEANAS E CIRCUITOS LÓGICOSUma maneira de se fazer o estudo de um circuito lógico é a utilização da tabela da verdade, que, como vimos, anteriormente, é ummapa onde se colocam todas as situações possíveis, de uma dada expressão booleana, juntamente com o valor por estaassumida.Para extrairmos a tabela da verdade de um circuito lógico, devemos primeiramente transforma-lo na sua expressão booleanacaracterística.Já com a expressão booleana em mãos, iremos seguir os procedimentos abaixo: 1º - Montamos o quadro de possibilidades; 2º - Montamos colunas para os vários membros da expressão; 3º - Preenchemos essas colunas com seus resultados; 4º - Montamos uma coluna para o resultado final; 5º - Preenchemos essa coluna com os resultados finais.Para esclarecer este processo, tomemos, por exemplo, o circuito:Sua expressão será:S= ABC + AD + B 4Temos na expressão acima 4 variáveis : A; B; C e D, logo, teremos 2 possibilidades de combinações.O quadro de possibilidades ficará da seguinte forma: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  16. 16. Material Didático 1º membro 2º membro 3º membro Resultado ABCD ABC final S AD B 0000 0 0 1 1 0001 0 0 1 1 0010 0 0 1 1 0011 0 0 1 1 0100 0 0 0 0 0101 0 0 0 0 0110 0 0 0 0 0111 0 0 0 0 1000 0 1 1 1 1001 0 0 1 1 1010 0 1 1 1 1011 0 0 1 1 1100 0 1 0 1 1101 0 0 0 0 1110 1 1 0 1 1111 1 0 0 1EXERCÍCIOS01) Monte a tabela da verdade das expressões booleanas abaixo: a) S= A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C b) S= [(A + B ).C ]+ [D.(C + B )]02) Represente a tabela da verdade do circuito a seguir:3.4 - EXPRESSÕES BOOLEANAS E CIRCUITOS LÓGICOS OBTIDOS A PARTIR DE TABELAS DA VERDADE3.4.1- SOMA DE PRODUTOSConsidere a tabela da verdade abaixo: ESTAD A B C S 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 2 0 1 0 0 3 0 1 1 0 4 1 0 0 0 5 1 0 1 0 6 1 1 0 0 7 1 1 1 1Ela contém as variáveis A, B e C. Note que somente duas combinações de variáveis gerarão uma saída "1". No estado 1, dizemosque uma entrada "não A AND não B AND C" ira gerar uma saída "1". A expressão booleana que identifica esta situação éA.B.C . A outra combinação de variáveis que ira gerar uma saída "1" é mostrada no estado 7 da tabela. Nesta situação teremos Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  17. 17. Material Didático"A AND B AND C e sua expressão será ABC. Essas duas combinações possíveis são, então, submetidas juntas a umaoperação OR para formar a expressão booleana completa da tabela da verdade. Logo: S = A.B.C + A.B.C A expressão final é chamada forma de soma-de-produtos de uma expressão booleana ou na forma de MINTERMOS (∑ m). Note que a expressão pode ser descrita através de portas lógicas com um padrão bastante familiar AND-OR:EXERCÍCIO01) Desenhe os circuitos lógicos, a partir das tabelas da verdade abaixo.a) A B C S 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1b) A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 13.5 - SIMPLIFICAÇÃO DE CIRCUITOS COMBINACIONAIS ATRAVÉS DO DIAGRAMA DE VEITCH-KARNAUGHOs diagramas de Veitch-Karnaugh permitem a simplificação de expressões características com duas, três, quatro ou maisvariáveis, sendo que para cada caso existe um tipo de diagrama mais apropriado.Este modelo de simplificação trabalha com padrão de função AND-OR ou OR-AND. Para não complicarmos muito adotaremos opadrão AND-OR.Exemplo: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  18. 18. Material DidáticoDesta forma, todos os padrões de funções lógicas, devem ser inicialmente transformados em um dos dois padrões citados acima.Esta sistemática torna-se inviável em determinadas simplificações, pois passamos a ter dois procedimentos complexos ao invés deum, para situações assim, o melhor é utilizar somente o modelo de Boole para simplificações.Exemplo: 1) S = ( A + B ) + ( A B ) + ( AB ) Passando para o padrão AND-OR, temos: A.B + A.B + A.B Podemos observar que a transformação foi simples, portanto viável. 2) S = ⎛ AC + B + D ⎞ + C. ACD ⎜ ⎝ ⎟ ⎠ ( ) Aplicando o 2º Teorema de De Morgan, temos: (ABC D ) + C.(ACD ) Também podemos aplicar o 1º Teorema De Morgan: ( A BC D ) + C.( A + C + D ) Aplicando a propriedade distributiva: ABC D + AC + C C + C D Se C.C = 0, então, por fim: ABC D + AC + C DEste tipo de expressão exigiu uma complexibilidade de manobras para chegarmos a uma expressão AND-OR, uma pessoa queconsegue chegar com facilidade até este ponto, significa que a mesma possui um bom domínio de álgebra de Boole, dispensandoassim, a alteração do processo de simplificação para o modelo de Veitch-Karnaugh.3.5.1 - DIAGRAMA PARA DUAS VARIÁVEISVejamos inicialmente as possibilidades que duas variáveis podem fornecer: ESTADO A B 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1Estes estados deverão ser distribuídos racionalmente nas quadrículas do modelo geométrico de Veitch-Karnaugh.Substituindo por seus valores lógicos, temos:Através dos conceitos de transformação em MINTERMOS, podemos ainda substituir os valores por expressões. Devemos terconsciência de que chegaríamos ao mesmo objetivo com MAXTERMOS, porém para este assunto todas as transformaçõesestarão baseadas em MINTERMOS. Logo: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  19. 19. Material DidáticoVeja na figura a seguir, que para cada dupla de quadrículas possuímos uma variável em comum.Após todas as observações, notamos que cada linha da tabela da verdade possui sua região própria no diagrama e essas regiõessão, portanto, os locais onde devem ser colocados os valores de saída (S) que a expressão assume nas diferentes possibilidades.Para entendermos melhor o significado deste conceito, vamos observar o exemplo:A tabela da verdade abaixo mostra o estudo de uma função de duas variáveis e ao lado sua expressão não simplificada. A B S 0 0 0 0 1 1 S= AB + A B + AB 1 0 1 1 1 1Primeiramente vamos colocar no diagrama, o valor que a expressão assume em cada estado.Uma vez entendida a colocação dos valores no diagrama, assumidos pela expressão em cada estado, vamos verificar comopodemos efetuar a simplificação.Para isto, utilizamos o seguinte método:Tentamos agrupar as regiões onde "S" é igual a "1", no menor número possível de pares. As regiões onde "S" é "1", que nãopuderem ser agrupadas em pares, serão consideradas isoladamente.Assim, temos:Notamos que um par é o conjunto de duas regiões onde "S" é "1", que tem um lado em comum, ou seja, são vizinhos. O mesmo"1" pode pertencer a mais de um par.Feito isto, escrevemos a expressão de cada par, ou seja, a região que o par ocupa no diagrama.O "Par 1" ocupa a região A e sua expressão será: Par 1 = AO "Par 2" ocupa a região B e sua expressão será: Par 2 = BAgora basta unirmos as expressões ao operador OU, para obtermos a expressão simplificada "S", logo:S = Par 1 + Par 2 S= A + BComo podemos notar, esta é a expressão de uma porta OU, pois a tabela da verdade também é da porta OU. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  20. 20. Material DidáticoÉ evidente que a minimização da expressão, simplifica o circuito e consequentemente, diminui o custo e a dificuldade demontagem.EXERCÍCIO:01) Simplifique o circuito que executa a tabela da verdade abaixo, através do diagrama de Veitch-Karnaugh. A B S 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 03.5.2 - DIAGRAMA PARA TRÊS VARIÁVEISPara três variáveis temos o diagrama com a seguinte distribuição dos estados:Podemos também substituir por seus valores lógicos:E por expressões:Notamos que para cada quadrupla de quadrículas existe uma variável em comum.Como no estudo para duas variáveis, podemos agrupar as quadrículas formando duplas. Porém, agora podemos também formarquádruplos de quadrículas adjacentes ou em sequência, e ainda podemos utilizar as duplas laterais, pois estas se comunicam.Veja os exemplos de possíveis quadras:Para melhor compreensão, vamos transpor para o diagrama, a tabela da verdade: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  21. 21. Material Didático A B C S Expressão extraída da tabela sem simplificação: 0 0 0 1 S= A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0Transpondo para o diagrama.Para efetuarmos a simplificação, primeiramente, localizamos as quadras e escrevemos suas expressões, estas quadras podem terquadrículas comuns. Feita a localização das quadras, agora localizaremos os pares e também escrevemos suas expressões. Nãodevemos considerar os pares já incluídos nas quadras, porém pode acontecer de termos um ou mais pares formados com umelemento externo à quadra e um outro interno. Por fim, localizamos e escrevemos as expressões dos termos isolados.Sendo assim, destacamos os seguintes grupos:Escrevendo suas expressões temos:Quadra = BPar 1 = ACPar 2 = ACA expressão final minimizada será a união das expressões encontradas através do operador OU:S= B + AC + ACO circuito que executa a tabela será então desenhado na forma a seguir: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  22. 22. Material DidáticoEXERCÍCIOS 01) Ache a expressão simplificada das tabelas da verdade abaixo, através dos diagramas de Veitch-Karnaugh, a partirdas saídas "1" das tabelas. a) b) c) A B C S A B C S A B C S 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 02) Simplifique a expressão S = A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C + A.B.C através do diagrama de Veitch-Karnaugh, utilizando o padrão AND-OR.3.5.3 - DAGRAMA PARA QUATRO VARIÁVEISPara quatro variáveis, os estados são distribuídos no diagrama na forma abaixo:Substituindo por seus valores lógicos, temos:E por suas expressões:Observamos que para cada grupo de oitavas, existe uma variável em comum. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  23. 23. Material DidáticoAlém das duplas e quadras que podemos formar para este número de variáveis podemos também agrupar oitavas adjacenteshorizontais e verticais utilizando até mesmo as quadras laterais e superiores com as inferiores, pois as laterais e os extremos secomunicam. Vejamos os exemplos de grupos de oitavas:Para elucidarmos melhor as regras acima, vamos transpor para o diagrama de Veitch-Karnaugh a seguinte tabela da verdade: A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 Expressão extraída da tabela sem simplificação: 0 0 1 1 0 Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  24. 24. Material Didático 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + S= 0 1 1 0 1 A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1Transpondo para o diagramaPara efetuarmos a simplificação, seguimos o mesmo procedimento dos diagramas de três variáveis, a única observação é quepara quatro variáveis o principal agrupamento será a oitava.Devemos ressaltar que neste diagrama, os lados e os extremos se comunicam, ou seja, podemos formar oitavas, quadras e parescom as quadrículas localizadas nos lados e nos extremos.Logo, destacamos os seguintes grupos:Escrevendo suas expressões temos:Oitava = BQuadra = C.DA expressão final será:S = Oitava + QuadraS=B+ C.DO circuito que executa a tabela será assim desenhado Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  25. 25. Material DidáticoEXERCÍCIOS 01) Simplifique as expressões que executam as tabelas da verdade abaixo, através do diagrama de Veitch-Karnaugh, apartir das saídas "1" das tabelas. a) b) c) A B C D S A B C D S A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 02) Simplifique a expressão abaixo através do diagrama de Veitch-Karnaugh, utilizando o padrão AND-OR. A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + S= A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D + A.B.C.D3.6 - PROJETOS DE CIRCUITOS COMBINACIONAISPodemos utilizar um circuito lógico combinacional para solucionar problemas em que necessitamos de uma resposta, quandoacontecerem determinadas situações, situações estas, representadas pelas variáveis de entrada. Para construirmos estescircuitos, necessitamos de uma expressão característica, como vimos em estudos anteriores.Precisamos então, obter uma expressão que represente uma dada situação. Para extrairmos uma expressão de uma situação, ocaminho mais fácil será o de obtermos a tabela da verdade desta situação e, em seguida, levantamos a expressão.Esquematicamente temos:Tomemos como exemplo a figura abaixo: Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  26. 26. Material Didático A figura representa o cruzamento das ruas A e B. Neste cruzamento, queremos instalar um sistema automático parasemáforos, com as seguintes características:1ª - Quando houver carros transitando somente na rua B, os semáforos 2 deverão permanecer verdes para que estas viaturaspossam trafegar livremente.2ª - Quando houver carros transitando somente na rua A, os semáforos 1 deverão permanecer verdes pelo mesmo motivo.3ª - Quando houver carros transitando nas ruas A e B, devemos abrir os semáforos para rua A, pois é a preferencial.Para solucionarmos este problema, podemos utilizar um circuito lógico. Para montarmos este circuito, necessitamos de suaexpressão. Vamos agora, analisando a situação, obter sua tabela da verdade.Primeiramente, vamos estabelecer as seguintes convenções: a) Existência de carro na rua A → A=1 b) Não existência de carro na rua A → A=0 c) Existência de carro na rua B → B=1 d) Não existência de carro na rua B → B=0 e) Verde dos sinais 1 acesos → V1=1 f) Verde dos sinais 2 acesos → V2=1 g) Quando V1=1, o vermelho estará apagado → Vm1=0 h) Quando V2=1, o vermelho estará apagado → Vm2=0 Vamos montar a tabela da verdade: SITUAÇÃO A B V1 Vm1 V2 Vm2 0 0 0 1 0 1 2 1 0 3 1 1A situação "0" representa a ausência de veículos em ambas as ruas. Se não temos carros, tanto faz os sinais permaneceremabertos ou fechados. Logo podemos preencher a primeira linha da seguinte forma: SITUAÇÃO A B V1 Vm1 V2 m2 0 0 0 Ø Ø Ø ØA situação "1" representa a presença de veículo na rua B e ausência de veículo na rua A, logo, devemos acender o sinal verdepara a rua B. Temos então na linha dois a distribuição: SITUAÇÃO A B V1 Vm1 V2 Vm2 1 0 1 0 1 1 0A situação 2 representa a presença de veículo na rua A e ausência de veículo na rua B, logo, devemos acender o sinal verde pararua A. Temos então: SITUAÇÃO A B V1 Vm1 V2 Vm2 2 1 0 1 0 0 1A situação 3 representa a presença de veículos em ambas as ruas, logo, devemos acender o sinal verde para rua A, pois esta é apreferencial. Temos então: SITUAÇÃO A B V1 Vm1 V2 Vm2 3 1 1 1 0 0 1 A tabela totalmente preenchida é vista a seguir: SITUAÇÃO A B V1 Vm1 V2 0 0 0 Ø Ø Ø 1 0 1 0 1 1 2 1 0 1 0 0 3 1 1 1 0 0Vamos transpor as saídas para o diagrama de Veitch-Karnaugh e retirar a expressão simplificada para cada caso. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  27. 27. Material DidáticoNotamos que as expressões de V1 e Vm2 são idênticas, o mesmo ocorrendo com V2 e Vm1.O circuito, a partir destas expressões, é assim desenhado: EXERCÍCIOS 01) Deseja-se utilizar um amplificador de uma única entrada para ser conectado a três aparelhos: um toca-fitas, um toca-discos e um rádio. Vamos elaborar um circuito lógico que nos permitirá ligar os aparelhos ao amplificador, obedecendo asseguintes prioridades: 1ª - Toca discos. 2ª - Toca-fitas. 3ª - Rádio. 02) Deseja-se em uma empresa, implantar um sistema de prioridade nos seus intercomunicadores, da seguinte maneira: Presidente: 1ª prioridade. Vice-presidente: 2ª prioridade. Engenharia: 3ª prioridade. Chefe de seção: 4ª prioridade. 03) Desenhe um circuito para, em conjunto de três chaves, detectar um número par destas ligadas. 04) Elabore um circuito lógico que permita encher automaticamente um filtro de água de dois recipientes e vela, conformedesenho na figura abaixo. A eletroválvula permanecerá aberta quando tivermos nível "1" de saída do circuito, e permanecerádesligada quando tivermos nível "0". O controle será efetuado por dois sensores A e B, colocados nos recipientes "a" e "b"respectivamente. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  28. 28. Material Didático 4- CIRCUITOS DE COMANDO ELÉTRICO4.1 - INTRODUÇÃOA cada dia que passa os equipamentos elétricos e mecânicos vão dando lugar aos microprocessadores. Tanto na vida profissionalcomo na cotidiana, estamos sendo envolvidos por estes componentes que se juntam a outros, formando os sistemascomputadorizados. Na indústria, estes sistemas estão sendo empregadas para facilitar e melhorar o serviço. Estamos vivendo na“era da automação”.Na indústria, o computador chegou para aumentar a produção, reduzir gastos e principalmente para automatizar máquinas. Ummicroprocessador, por exemplo, pode tomar decisões no controle de uma máquina, pode ligá-la, desligá-la, movimentá-la, sinalizardefeitos e até gerar relatórios operacionais. Mas, por trás dessas decisões, está a orientação do microprocessador, pois elasestão baseadas em linhas de programação (código de máquina).Ocorre que paralelamente aos microprocessadores há a automação industrial obtida através de comando elétrico, o qual consisteda interligação de diversos dispositivos eletromagnéticos com a finalidade de acionar um ou mais circuitos e/ou equipamentos.Assim nosso estudo de automação industrial tem como ponto de partida os comandos elétricos, até chegarmos no que há demaior aplicação na indústria hoje que são os Controladores Programáveis ( CLP ou PLC ).Os circuitos elétricos são dotados de dispositivos que permitem: a) Interrupção da passagem da corrente por seccionamento – São os aparelhos de comando, tais como: interruptores,chaves de faca simples, contactores, disjuntores etc; b) Proteção contra curto-circuito e sobrecargas – Em certos casos, o mesmo dispositivo permite alcançar os objetivosacima citados, como os disjuntores.4.2 - DISPOSITIVOS DE COMANDO DOS CIRCUITOS a) Interruptores Interrompem o fio fase do circuito, podendo ser unipolar, bipolar ou tripolar, de modo a ser possível o desligamento detodos os condutores fase simultaneamente. b) Dispositivos Eletromagnéticos São todos os componentes que se aproveitam de um campo magnético gerado a partir da eletricidade, sendoencontrados nos mais variados ramos da automação industrial. Como exemplo tem relês, contactoras, chave magnética,eletroválvulas, solenóides, etc. c) Chaves Eletrônicas Utilizam circuitos eletrônicos com SCRs e TRIACs como substitutos dos contatos, embora, necessitem de outra chavepara iniciar a condução nesses componentes.4.3 - DISPOSITIVOS DE PROTEÇÃOOs condutores e equipamentos que fazem parte de um circuito elétrico devem ser protegidos automaticamente contra curto-circuitos e contra sobrecargas (intensidade de corrente acima do valor compatível com o aquecimento do condutor e que poderiamdanificar a isolação do mesmo ou deteriorar o equipamento) e outras anormalidades. Dentre eles podemos citar: a) Fusível É uma resistência devidamente protegida e que deve fundir com a passagem da corrente excessiva. Sua ação pode serimediata ou com retardo. Existe fusível tipo rolha, cartucho (virola ou faca), etc b) Disjuntor Pode servir como protetor contra curto-circuito e sobrecarga, além de estabelecer ou romper a passagem da correntepela ação direta do operador. Internamente, o disjuntor é composto por dois elementos metálicos com coeficiente de dilataçãodiferentes (latão e aço) soldados, que se torcem, desligando o disjuntror, quando há aquecimento provocado pela sobrecarga oucurto-circuito. c) Dispositivo DR (Diferencial Residual) Tem a finalidade de proteger vidas humanas contra choques provocados no contato acidental com redes e equipamentoselétricos energizados. Oferecem também proteção contra incêndios que podem ser provocados por falha de isolamento doscondutores e equipamentos. d) Relés de máxima e mínima tensão Interrompem o circuito, na falta de fase, mantendo-o desligado mesmo com a normalização do circuito, para evitar que opico de tensão, ao retorno da fase, danifique o equipamento. Ou desliga o circuito sempre que a tensão fique acima ou abaixo deum valor determinado.Nota: Alguns dispositivos de proteção ao desligarem o ramal de alimentação da carga com problema pode religar o ramal, após averificação do problema que ocasionou o desligamento, ou até para desativar provisoriamente para a substituição, ou manutenção,de componentes do ramal. Este é o caso dos disjuntores, chaves seccionadoras com fusível e Diferencial Residual (DR). Porém,alertamos que esses dispositivos de forma alguma podem substituir os interruptores, botoeiras ou quaisquer outros dispositivos decomando ou manobra. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  29. 29. Material Didático4.4 - FUNCIONAMENTO BÁSICO DE UM DISPOSITIVO ELETROMAGNÉTICOOs relés consistem em chaves eletromagnéticas que tem por função abrir ou fechar contatos a fim de conectar ou interrompercircuitos elétricos, sendo constituído por bobina ou solenóide, núcleo de ferro, contatos e armadura.Os outros dispositivos eletromagnéticos têm funcionamento semelhante ao relé. O fechamento da chave S1 faz circular uma corrente através do solenóide criando um campo magnético que atrai a armadura do relé, fechando o contato.Existem dois tipos de contatos: - Normalmente Aberto (NA ou NO) Quando a bobina ou solenóide é energizada ele se fecha. - Normalmente Fechado (NF ou NC) Quando a bobina ou solenóide é energizado ele se abre.4.4.1 CONTACTORES E CHAVES MAGNÉTICASMuitas vezes, temos necessidade de comandar circuitos elétricos à distância (controle remoto), quer manual, querautomaticamente.Contactores e chaves magnéticas são dispositivos com dois circuitos básicos, de comando e de força que se prestam a esseobjetivo.O circuito de comando opera com corrente pequena, apenas o suficiente para operar uma bobina, que fecha o contato do circuitode força.O circuito de força é o circuito principal do contactor que permite a ligação do motor, da máquina operatriz; utiliza correnteselevadas.Esquematicamente, podemos representar o circuito de uma chave magnética da maneira apresentada na figura a seguir: Diagrama de ligação de uma chave magnética EletromarNeste esquema temos uma chave magnética trifásica. Ela serve para ligar e desligar motores ou quaisquer circuitos, comcomando local ou à distância (controle remoto). O comando pode ser um botão interruptor, chave unipolar, chave-bóia,termostato, pressostato etc. No caso de botões, há um circuito especial que mantém a chave ligada depois que se retira o dedo dobotão. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  30. 30. Material DidáticoOs contactores são semelhantes às chaves magnéticas, porém simplificados, pois não possuem relé térmico de proteção contrasobrecargas.4.4.2 – IDENTIFICAÇÃO DOS BORNES DOS CONTACTORES CONTATOS CONTATOS PRINCIPAIS AUXILIARES BOBINA 1 3 5 13 21 A1 A2 2 4 6 14 22As bobinas têm os bornes indicados pelas letras A1 e A2 e os contatos são identificados por números, que indicam:Contatos Principais: os números ímpares são as entradas de força (1,3 e 5) e os números pares as saídas (2,4 e 6).Contatos Auxiliares: são identificados por um par de algarismos que indicam:1º algarismo indica a posição sua posição física nos contactores, 1 para o primeiro, 2 para o segundo e assim sucessivamente.2º algarismo indica o estado do contato: NA ou NO (Normalmente Aberto), 3 na parte superior e 4 na parte inferior. NF ou NC (Normalmente Fechado), 1 na parte superior e 2 na parte inferior.4.4.3 – IDENTIFICAÇÃO DOS BORNES DO RELÉ TÉRMICO 1 3 5 95 97 2 4 6 96 98Os contatos 1,3 e 5 ficam acoplado nas saídas 2,4 e 6 do contactor e os contatos 2,4 e 6 vão para a carga (motor). Quando háuma sobrecarga no circuito o relé desarma e conseqüentemente o contato NA se fechará e o NF abrirá.4.5 – CIRCUITOS COM COMANDOS ELÉTRICOSDe posse da compreensão do princípio de funcionamento dos dispositivos eletromagnéticos, passemos a analisar algumasexperiências que se utilizam destes componentes. Antes, porém, vejamos certas definições básicas: • Circuito de Controle É um circuito que utiliza baixas correntes e diversos componentes que permitem a energização da bobina de ligação docircuito de força. • Circuito de Força É o circuito principal do contactor que permite a ligação do motor, da máquina operatriz. Utiliza correntes elevadas. • Contato normalmente aberto (NA). Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  31. 31. Material DidáticoÉ o contato acionado automaticamente pela bobina de ligação; quando a bobina não está energizada ele está aberto. Seussímbolos são: Contato fechador • Contato normalmente fechado (NF).É o contato que, quando a bobina não está energizada, ele está fechado. Seus símbolos são: Contato abridor • Botões de comandoServem para ligar e parar o motor da máquina operatriz; por meio dos botões de comando completa-se o circuito da bobina deligação (botão LIGA) ou interrompe-se o circuito (botão DESLIGA). Seus símbolos são: • Contato térmicoServe para desligar o circuito, quando há sobrecorrente; é também denominado relé térmico ou relé bimetálico. Seu símbolo é:4.5.1 – COMANDO DOS CONTACTORESAcompanhando-se o diagrama de ligação abaixo, que representa um contactor trifásico comandado por botoeira e um contatoauxiliar, nota-se que, quando o contato “L” da botoeira (ligação) é pressionado, fecha-se o circuito de alimentação da bobina “B” e,consequentemente fecham-se os contatos principais e o auxiliar. Com o fechamento deste último, formou-se um circuito paralelode alimentação da bobina, de modo que, quando retiramos a pressão do botão de ligação “L”, a alimentação da bobina não éinterrompida; este contato auxiliar faz o papel de contato de selo. Para o desligamento, faz-se necessário acionar o botão “D” dabotoeira, que, estando em série com a bobina, interrompe a alimentação da mesma. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  32. 32. Material Didático4.5.2 – INTERTRAVAMENTO DE CONTACTORESÉ um sistema elétrico ou mecânico destinado a evitar que dois ou mais contactores se fechem acidentalmente ao mesmo tempo,provocando curto-circuito ou mudança da seqüência de funcionamento de um determinado circuito. Intertravamento elétricoNo intertravamento elétrico é inserido um contato auxiliar abridor de um contactor no circuito de comando que alimenta a bobina dooutro contactor, deste modo, faz-se com que o funcionamento de um dependa do outro.4.6 – DISPOSITIVOS DE DESLIGAMENTO E ACIONAMENTO DE MOTORES Os motores devem ter uma chave de partida para o seu acionamento e/ou desligamento. As chaves devem conter um dispositivo de proteção de proteção contra curto-circuito (fusível ou disjuntor), um dispositivo de comando (contactor) e um dispositivo de proteção contra sobrecargas (relé de sobrecarga). Para motores até 5 CV (e excepcionalmente até 30 CV), ligados a uma rede secundária trifásica, pode-se usar chave de partida direta. Acima desta potência, deve-se empregar dispositivo de partida que limite a corrente de partida a um máximo de 225% da corrente nominal do motor. 4.6.1 – CHAVE DE PARTIDA DIRETA O circuito abaixo permite partir ou parar um motor, através de dois botões de contato momentâneo (botoeiras). Note o contato auxiliar da contactora, usado para manter sua energização após o operador soltar o botão de partida (S1). Já o botão de parada (S0) é do tipo normal fechado (NF). Ao ser pressionado ele interrompe o circuito, desenergizando a contactora e, portanto, abrindo também o contato auxiliar de auto-retenção. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  33. 33. Material Didático R S Diagrama de Força Diagrama de ComandoNote que este circuito, no caso de interrupção da rede elétrica, se desarma automaticamente. Isso é importante parasegurança. Caso simplesmente fosse utilizada uma chave 1 pólo, 2 posições para acionar a contactora, ao retornar a energiaelétrica (no caso de um “apagão”, por exemplo) o motor seria energizado, pois a chave se manteria na posição ligada.4.6.2 – CHAVE DE PARTIDA DIRETA COM REVERSÃO DO SENTIDO DE ROTAÇÃONeste caso existem dois botões de contato momentâneo para partir o motor (B1 e B2). Um deles faz o motor girar no sentidohorário e o outro no sentido anti-horário. Um terceiro botão desliga o motor (S0), independentemente do sentido de rotação.Note os contatos auxiliares NA das contatoras usados para auto-retenção. Além disso, as contatoras se inibem mutuamenteatravés dos contatos auxiliares NF. Assim, se a contactora C1 estiver energizada, a contactora C2 não pode ser energizada, evice-versa. Isso impede que o operador, inadvertidamente, acione simultaneamente os dois sentidos de giro do motor. Caso asduas contactoras fossem energizadas simultaneamente, o resultado seria a queima dos fusíveis de força (pois teríamoscurto-circuito entre as fases invertidas). Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  34. 34. Material Didático R S Note que para inverter o giro do motor basta inverter duas fases.4.6.3 – CHAVE DE PARTIDA TRIÂNGULO/ESTRÊLANeste caso, partimos o motor na configuração estrela, de forma a minimizar a corrente de partida e, após determinado tempoespecificado no relé temporizado, comuta-se o motor para a configuração triângulo. Ao pressionar B1, energiza-se a contactoraC3, que por sua vez energiza a contactora C1. Isso liga o motor à rede trifásica na configuração estrela. Após o tempoespecificado no relé temporizado RT, a contactora C3 é desenergizada e a contactora C2 energizada. C1 continua energizada,pois existe um contato auxiliar de C1 para efetuar sua auto-retenção. Com isso, o motor é conectado a rede trifásica naconfiguração triângulo. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  35. 35. Material Didático R S 5- DEFINIÇÃO DE CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL5.1 - INTRODUÇÃOOs avanços tecnológicos ocorridos após metade deste século se mostraram de forma acelerada. Pesquisas realizadas no Institutode Tecnologia de Massachussets nos asseguram que nos próximos cinco anos o desenvolvimento tecnológico será equivalenteaos que já ocorreram nos últimos trinta anos passados, reforçando a idéia de que o crescimento da tecnologia vem seapresentando em progressão exponencial. Os controladores programáveis junto com outros dispositivos inteligentes estãoinseridos neste quadro de evolução, ocupando uma importante função na área de automação industrial.Alguns fatores ligados às necessidades da indústria foram responsáveis pela idealização dos Controladores Programáveis:aumento da produtividade e flexibilidade de processo. Uma produção em escala adequada, assegurando a qualidade e o custocompetitivo e esses fatores associados a uma linha de produção flexível, de fácil ajuste, permitindo uma mudança rápida nascaracterísticas do produto, constituíram razões mais do que suficientes para a criação dos controladores programáveis. Outrosfatores como economia de energia, espaço físico e tempo de manutenção reforçam o grau de importância desses equipamentos.Os Controladores Programáveis trazem para as fábricas modernas uma estrutura de processo automatizado, que se apoia emdispositivos de hardware e software, combinados de forma organizada, que permite um controle total acerca das informaçõesenvolvidas, sejam elas operacionais, de supervisão ou estratégicas.As variáveis encontradas no nível operacional, denominada “chão de fábrica”, estão diretamente relacionados com osControladores Programáveis, que através de sensores e atuadores, interagem com o processo.As variáveis processadas pelos Controladores Programáveis são recebidas pelo nível de supervisão e controle para alimentar, porexemplo, as telas de alarmes, os cálculos de engenharia ou para dar base real aos gráficos de monitoramento.O nível de supervisão permite ao operador navegar na realidade virtual das múltiplas etapas do processo, além de alimentar onível estratégico com informações capazes de orientar a alta gerência no processo decisório. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  36. 36. Material Didático5.2 - O CONTROLADOR PROGRAMÁVELUm sistema de controle de estado sólido, com memória programável para armazenamento de instruções para controle lógico. Éideal para aplicações em sistemas de controle de relés e contactores, os quais se utilizam principalmente de fiação, dificultando,desta forma, o acesso, possíveis modificações e ampliações do circuito de controle existente.O Controlador Programável monitora o estado das entradas e saídas, em respostas às instruções programadas na memória dousuário, e energiza ou desenergiza as saídas, dependendo do resultado lógico conseguido através das instruções de programa.O programa é uma seqüência de instruções a serem executadas pelo Controlador Programável para executar um processo. Atarefa do Controlador Programável é ler, de forma cíclica, as instruções contidas neste programa, interpretá-las e processar asoperações correspondentes.Um Controlador Programável realiza as funções básicas: a) processamento do programa e b) varredura das entradas e saídas.Os principais pontos de aplicação dos Controladores Programáveis são: a) máquinas: máquinas operatrizes, máquinas têxteis,máquinas para fundição, máquinas para indústria de alimentos etc.; b) indústria: mineração, siderúrgicas, laminadoras etc.Na automação industrial, as máquinas substituem tarefas tipicamente mentais, tais como: memorizações, cálculos e supervisões.Os Controladores Programáveis dominam os dispositivos pneumáticos, hidráulicos, mecânicos e eletroeletrônicos. OsControladores Programáveis substituem a ação do homem como sistema de controle, e podem controlar grandezas tais como:vazão, temperatura, pressão, nível, velocidade, torque, densidade, rotação, voltagem e corrente elétrica (variáveis de controle). 5.2.1 – PROCESSAMENTO DO PROGRAMA O Controlador Programável processa o programa do usuário em ciclo fechado. O processador executa o programa do usuário e em seguida atualiza as entradas e saídas, iniciando novamente o processamento do programa. (figura 1.1). E, somente executa aquilo que foi programado a executar. O tempo de ciclo do Controlador Programável é de alguns milissegundos por 1024 bytes de instruções. Roteiro do Controlador Programável5.2.2 – TEMPO DE VARREDURAO tempo gasto na varredura do programa do usuário é de fundamental importância. A atualização da imagem (E/S) deverá sersuficientemente rápida para ser uma réplica da variáveis do processo. Tal fato merece tanto destaque, que um dispositivo internodo controlador denominado “cão de guarda” checa os limites de tempo de varredura.Em grande parte dos projetos, a varredura do programa e atualização da imagem (E/S) ocorre em tempos alternados. Entretanto, alguns controladores já admitem o processamento paralelo, objetivando varrer o programa e atualizar a imagem de forma independente. NOTA: Imagem de processo é o local de memória que armazena estados lógicos dos pontos de entrada e saída do processo em questão. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  37. 37. Material Didático Ciclo do processo 5.2.3 – VARREDURA DAS ENTRADAS E SAÍDAS Após o Controlador Programável fazer a varredura do programa do usuário, ele transfere os dados da memória-imagem das saídas, para o módulo de saída, realiza a leitura do módulo de entrada e atualiza a memória-imagem das entradas. Estas entradas e saídas são os pontos de comunicação dos equipamentos com o Controlador Programável. Módulo de Entrada NOTA: O módulo de entrada é o circuito eletrônico que faz a interface dos vários tipos de dispositivos de entrada, os quais informam as condições do equipamento em controle. Módulo das Saídas NOTA: O módulo de saída é o circuito eletrônico que faz a interface dos vários tipos de dispositivos de saída, os quais são controlados pelo CLP. Bit – Abreviação do dígito binário, a menor unidade de informação no sistema de numeração binário. Bit de Controle – Um bit do byte de saída de dados; o byte contém 8 bits.5.2.4 – FUNCIONAMENTO Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  38. 38. Material DidáticoVamos pensar somente na linguagem de programação em diagrama de contatos que é usada nos Controladores Programáveisinstalados nas indústrias. Os técnicos da área elétrica estão habituados com os diagramas elétricos; a programação emdiagramas de contatos é a mais recomendada, devido à similaridade com a representação real.Veja o exemplo abaixo: uma linha de produção simplificada, onde temos a entrada de matéria-prima e a saída do produto finalacabado. O transporte dessa matéria-prima é feito por uma correia transportadora acionada por um motor elétrico. Entre aentrada e a saída dessa linha de produção simplificada, temos três etapas de produção. Essa linha de produção não é controladapor um Controlador Programável. Linha de produção sem Controlador Programável Mas os tempos gastos em cada etapa da produção podem ser diferentes, resultando num produto final acabado perto dos 100% desejado. Com um Controlador Programável nesta linha de produção, podemos acionar o motor elétrico de modo que a matéria-prima na primeira etapa seja bem concluída, acionando novamente, o motor elétrico para a segunda etapa, onde será novamente bem concluída e, assim, para a terceira etapa, onde será concluído o produto final acabado. Desta forma, o resultado do produto final acabado será 100% ou bem mais perto disto. Linha de produção com CLP5.2.5 – TAMANHO FÍSICOEsta é uma das vantagens apresentadas pelos Controladores Programáveis, pois no mercado encontramos controladores quecabem na palma da mão e são capazes de interagir com vários pontos de entrada e saída, apresentando um número satisfatóriode instruções, entre elas: temporizadores e controladores.5.2.6 – MODULARIDADEÉ a capacidade do corpo físico do equipamento poder se dividir em módulos, apresentando flexibilidade de escolha naconfiguração adequada, relativa a cada caso de automatização. Como exemplo, podemos citar os módulos: de entradas e saídasdigitais, entradas e saídas analógicas, para leitura de termopares, CPU, fonte de alimentação, entre outros. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  39. 39. Material Didático Módulo Principal Módulo de Expansão CLP da WEG5.2.7 – FACILIDADE DE PROGRAMAÇÃOA tendência do mercado é tornar cada vez mais intuitiva a programação e a operação dos equipamentos inteligentesprogramáveis; os Controladores Programáveis estão incluídos neste contexto e admitem desde o início da sua concepção esteprincípio.5.2.8 – MAPEAMENTO DE MEMÓRIAEspaço de memória RAM com mapeamento para uso específico na aplicação fim; em outras palavras, é possível afirmar quedurante o projeto do Controlador Lógico Programável, os seus espaços de memória são previamente organizados durante aelaboração do FIRMWARE. Isto ocorre, porque os Controladores Lógicos são equipamentos dedicados a um tipo de aplicaçãoespecífica, admitindo, apenas, serem programados com softwares desenvolvidos especificamente para eles.5.3 – APLICABILIDADE5.3.1 – AUTOMAÇÃO INDUSTRIALAutomação Industrial é um conjunto de técnicas destinados a tornar automáticos vários processos numa indústria: o ComandoNumérico, os Controladores Programáveis, o Controle de Processo e os Sistemas CAD/CAM (Computer Aided Design e ComputerAided Manufaturing – projetos e manufaturas apoiados em computador).O Comando Numérico controla automaticamente máquinas operatrizes: tornos, frezas, furadeiras, etc. Os ControladoresProgramáveis são equipamentos eletrônicos programáveis, destinados a substituir sistemas controlados por dispositivoseletromecânicos e interfacear Comandos Numéricos com máquinas operatrizes. Este equipamento substitui o diagrama elétrico,os relés e suas interligações por programas que simulam estes componentes. O Controle de Processo visa o controle global deum processo, em vez de parcial, como o Controlador Programável e o Comando Numérico (por exemplo, o controle de tráfego detrens).A microeletrônica invade os setores produtivos das indústrias, propiciando a automação. O processo de automatização nãoatinge, apenas, a produção em si, substituindo o trabalho braçal por robôs e máquinas com Comando Numérico Computadorizado(CNC); permite enormes ganhos de produtividade ao integrar tarefas distintas como: a elaboração de projetos, o gerenciamentoadministrativo e a manufatura. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  40. 40. Material Didático5.3.2 – AUTOMAÇÃO DE EQUIPAMENTOSNa automação ou uso real baseado nos exemplos de programação, alguns itens devem ser avaliados: • Instalações elétricas compatíveis com pontos de entrada e saída (E/S); • chaves de proteção do hardware; • tipo e forma de endereçamento; • estrutura da palavra; • tipo e forma de sinais aceitáveis; e • compatibilidade dos equipamentos eletromecânicos.5.3.3 - PASSOS PARA AUTOMAÇÃO DE UM PROCESSO a) Definir pontos de entrada / saída e operandosProjetar a instalação do equipamento do CLP, verificando quantas saídas e quantas entradas deverá ter o CLP para a automaçãodesses equipamentos. Verificar os operandos, relés de interfaces entre o CLP e equipamentos. b) Elaboração do programa do usuárioProjetar o programa que controlará o equipamento, a lógica de diagramas de contatos. Supor os movimentos imprevistos damáquina, todas as condições de funcionamento, intertravamentos e emergências. c) Teste do Programa do usuárioSubmeter o programa elaborado, já com os “operandos” e a interface entre o CLP e equipamentos instalados, a um teste elétrico(sem operação do equipamento). Simular todas as condições como se o equipamento estivesse operando. d) Verificação de funcionamentoCaso o teste do programa tenha sido positivo, ou seja, se o CLP estiver controlando perfeitamente o equipamento, de acordo coma programação em lógica de diagrama de contatos, até mesmo no pior caso de funcionamento do equipamento ou na situaçãomais imprevista, passe para o bloco seguinte. Caso contrário, realize alterações no programa ou projete um outro programa maiseficiente, levando em conta o controle que o programa anterior não realizou. É bom lembrar que o programa não está dando bonsresultados, devido ao fato, da lógica de diagrama de contatos não estar de acordo com a lógica de funcionamento doequipamento, (supondo que o CLP esteja funcionando perfeitamente, os cartões de E/S estejam bons, os cabos bem interligados,as voltagens de alimentação estejam corretas etc.). e) Instalação do equipamento e liberação para a produçãoFazer a listagem do programa (lógica de diagramas de contatos), descrevendo linha a linha as instruções e operações dascondicionantes e das saídas. Deixar a listagem próxima ao CLP para manutenção ou alterações futuras.5.3.4 –EXEMPLOS DE APLICAÇÕES • Sistema de segurança e intertravamento Para esclarecer a função de um sistema de segurança e intertravamento, iremos citar um exemplo real que protege o processo de uma explosão: considerando que um dado gás, na presença de certa temperatura, seja suficiente para explodir uma área de trabalho, e que um Controlador Programável receba em suas entradas os sinais de temperatura e de presença de gás. O programa do usuário, em função das condições de entrada, concederá ordem de acionamento de uma saída, tendo em vista bloquear a tubulação principal, inibindo desta forma a passagem de gás. Se a decisão de fechar a tubulação principal ocorrer em tempo hábil, a explosão será evitada e o objetivo do sistema de intertravamento será alcançado, garantindo a segurança do ambiente. Estudos estatísticos sobre a eficiência dos Sistemas de Segurança e Intertravamento são constantemente realizados, visando calcular a probabilidade de falha em função do número de vezes em que a ação do programa se faz necessários. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  41. 41. Material Didático • Processo em batelada Alguns especialistas comparam os processos em batelada à preparação de um bolo caseiro, onde todas as etapas seguem uma ordem dentro de um procedimento bem definido (receita). O controle do tempo de batida no reator, a seqüência de entrada das substâncias, os valores da temperatura e dos tempos de aquecimento e resfriamento, são de importância decisiva na qualidade do produto final. Como exemplo, podemos citar a fabricação de cosméticos, produtos farmacêuticos, indústria de alimentos, entre outros. Processo em batelada 6 - COMPOSIÇÃO DO CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL6.1 - CARACTERÍSTICAS DE HARDWAREO Controlador Programável consiste basicamente de: • Fonte de alimentação; • Unidade Central de Processamento (CPU); • Memórias • Dispositivos de Entrada e Saída; e • Terminal de Programação. Diagrama em blocos resumido do CLP Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  42. 42. Material Didático6.1.1- FONTE DE ALIMENTAÇÃOFonte de alimentação é um dispositivo que converte a voltagem da rede elétrica local, de corrente alternada, para uma voltagemem corrente contínua. O Controlador Programável recebe alimentação da rede elétrica local. Caso falte energia elétrica, a bateriamantém o programa do usuário para não perder toda a programação. Quando a energia elétrica retorna, o processador entra emoperação e reinicia o ciclo de trabalho no programa do usuário. Diagrama em blocos resumido do sistema de alimentação do CLP6.1.2 – UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO – CPUA Unidade Central de Processamento inclui os circuitos de controle da interpretação e execução do programa em memória. ACPU do Controlador Programável executa o programa do usuário, atualiza a memória de dados e memória-imagem das entradas esaídas (figura 2.3) Diagrama em bloco resumido do CLP6.1.3 - MEMÓRIAS6.1.3.1 - MEMÓRIA EPROMA memória EPROM contém o programa que inicia o Controlador Programável, armazena os programas executivos (sistema) egerencia o roteiro de dados e a seqüência de operação. A CPU trabalha junto com este programa já em EPROM, elaborado pelofabricante que apresenta dados referentes a este Controlador Programável (figura 2.4). Diagrama em bloco resumido do canal CPU e da memória EPROM Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  43. 43. Material Didático6.1.3.2 – MEMÓRIA DO USUÁRIOÉ uma memória de aplicação, que armazena o programa do usuário. Esta área, reservada ao programa do usuário, contémalguns Kbytes de palavras livres que serão processadas pela CPU. Nesta área, entra-se com o programa que se deseja executarem relação ao equipamento. A CPU processa este programa, atualiza a memória de dados internos e imagem E/S e retornanovamente para esta área de memória.A posição da seletora OPR e NOPR indica se o Controlador Programável está ou não operando o programa de operação.OPR: O Controlador Programável está operando o programa de aplicação. A varredura do programa de aplicação é cíclica, oControlador Programável faz a varredura e a execução do programa de aplicação. As saídas serão energizadas oudesenergizadas de acordo com o programa de aplicação.NOPR: O Controlador Programável não está operando o programa de aplicação. Neste caso, o programador realiza aprogramação, inserindo as instruções do programa de aplicação na memória do Controlador Programável através do terminal deprogramação. As saídas serão desenergizadas nesta posição. Diagrama em bloco resumido do canal CPU e memória de programa do usuário 6.1.3.3 – MEMÓRIA DE DADOS É uma área reservada para controle do programa do usuário. Nesta área se encontram dados referentes ao processamento do programa do usuário. Todos os bytes desta área são de controle. É uma tabela de valores manipuláveis. Diagrama em blocos resumido do canal-memória do programa do usuário e memória de dados6.1.3.4 – MEMÓRIA IMAGEM DAS ENTRADAS E SAÍDAS (E/S)Área de memória reservada para interligação entre Controladores Programáveis e equipamentos. Nesta área temos os dados doequipamento, seja ele de entrada ou de saída. Todas as informações sobre o equipamento que se refere ao programa estão nestamemória.Esta memória é a imagem real das entradas e saídas do Controlador Programável. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP
  44. 44. Material Didático Memória Imagem das E/S6.1.4 – DISPOSITIVOS DE ENTRADAS E SAÍDAS6.1.4.1 – CIRCUITO DAS ENTRADASSão circuitos eletrônicos que recebem informações sobre o equipamento e que as transferem para a memória imagem dasentradas e saídas. Realiza a interface entre os dispositivos liga/desliga (chaves, seletoras, limitadores) e os níveis lógicos exigidospelo Controlador Lógico Programável. A chave se liga quando o sinal de entrada atinge um limite predeterminado. Módulo das entradasSe a entrada E1 receber 110V, isso quer dizer que o dado referente a este ponto está ligado ou acionado e o circuito de entradatransfere “1” (nível lógico) para a memória imagem das E/S. Se a entrada E1 receber 0V, isso quer dizer que o dado referente aeste ponto está desligado ou não acionado, e que o circuito de entrada transfere “0” (nível lógico) para a memória-imagem dasE/S. Escola Técnica Electra – Automação Industrial e CLP

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